“美丽数学 快乐人生”:记中科院院士谷超豪(3图)

发布时间:2010-01-14 12:19 | 来源:中国经济网 2010年01月12日 13:42 | 查看:2093次

  谷超豪,1926年出生。他是享有国际盛誉的数学家,在纯粹数学和应用数学两方面都有重大贡献,在当今核心数学前沿最活跃的三个分支微分几何、偏微分方程和数学物理及其交汇点上获得了国际上公认的突出成就,作出了重要贡献。

  1980年当选中国科学院学部委员(院士)。曾获国家自然科学奖二、三等奖各1项,国家教委科技进步一等奖2项以及华罗庚数学奖、何梁何利科技进步奖和伯宁顿孺子牛奖(杰出奖)等多个奖项。

   2009年10月20日,太空中的一颗小行星被命名为谷超豪星。图为谷超豪与谷超豪星运行轨迹。刘畅制图

  谷超豪先生一脸笑容,看起来精神矍铄,深色的呢子大衣内衬着格子围巾,烫得笔挺的西裤,很难让人将83岁的年龄和他联系在一起,只是耳朵上带着的助听器,才让记者意识到他已然耄耋之年。

  谷超豪的学生,已是中科院院士、复旦数学研究所所长的洪家兴告诉记者:“谷先生是为数学而生的。”从年幼起接触数学,直到今天,谷超豪每天仍在不断演算、求解,数学占据了他生命最多的时间。记者不由地问谷超豪:“我们都认为研究数学很枯燥,您不觉得苦吗?”

  “不,研究数学非常有趣,解开难题的过程令人兴奋,数学之美在于它是广阔的,能够把任何的事物描述出来,还可以推动其他领域科学的发展。我很幸运,选择了这份事业。”谷超豪回答道。

  从不停步的探索者

  谷超豪在当今核心数学前沿最活跃的三个分支:微分几何、偏微分方程和数学物理及其交汇点上获得了国际上公认的突出成就。

  “谷先生在数学上有天赋,是一位向难题进攻,解决难题的人。”几乎接受采访的每一位他的学生都这样评价。

  而谷超豪自己也说,“我从小就对数学有浓厚的兴趣。”那还是小学3年级的时候,老师教大家除法,除法总有除不尽的情况,比如1跟3除,那是0.3333……一直进行下去,但是可以用循环小数0.3表示。年幼的谷超豪立刻觉得,数学多奇妙啊,做不到的东西可以无限想象。也许就是这些最简单的运算,将他一步步带进了数学的大门。后来,谷先生在专门为基础教育的数学教学而撰写的文章里提到,数学是极富创造性的科学,现实世界只有3头牛、4匹马等等,数学三四就是从此抽象出来的,点和直线也是如此,整个数学发展的过程就是新概念、新方法、新理论的创造过程。

  数学为谷超豪打开了一扇充满想象、充满理性思维的大门。14岁的时候,谷超豪成为中共地下党员。在浙江大学求学期间,作为学生会负责人之一,他积极参与和推动进步的学生运动。在从事繁忙地下革命工作的同时,谷超豪开始了他的学术学习与研究生涯。

  不了解数学的人很难理解在这片疆域里探索的错综复杂。数学研究就像在崇山峻岭中摸索,忽而山途渺茫,忽而峰回路转。你完全可能走了一大段路程后,发现竟然回到了原来的山坳坳;你也许走啊、走啊,突然发现了前人的足迹,原来自己还是步了别人后尘。哪个数学家不想走一条自己的路,但哪个数学家不懂得这种探索的艰难曲折!但是,勇敢的探索者,总会在山重水复之后,达到柳暗花明的境地。

  在浙大求学期间,谷超豪有幸师从苏步青先生。作为微分几何学的后起之秀,他发挥了承前启后的作用。上世纪50年代初,国家发出了“向科学进军”的号召,谷超豪开始一门心思投入到数学研究领域。在莫斯科大学求学期间,他关于“无限连续变换拟群”的论文被认为是继20世纪伟大的几何学家E·嘉当之后“第一个对变换拟群的理论作出的重要推进”。

  回国之后,正当谷超豪在微分几何方面的成就引人注目的时候,他又敏锐地看到尖端技术的发展对数学提出了新的要求,根据国家科学事业发展的需要,毅然将自己的主要精力投入到偏微分方程这一新的研究领域中来。他高瞻远瞩地提出要以高速飞行器为实际背景,以超音速绕流问题作为一个模型开展研究,不仅为以后国际上偏微分方程的发展主流所证实,而且指引和带领他的一批学生走上了具有自己特色的偏微分方程的研究道路。

  上世纪70年代,谷超豪在与杨振宁合作时,他最早得到经典规范场初始值问题解的存在性;后来又给出了所有可能的球对称规范场的表示;首次将纤维丛上的和乐群的理论应用于闭环路位相因子的研究,揭示了规范场的数学本质,对经典规范场的数学理论做出了突出贡献。为此,杨振宁博士评价谷超豪的研究是“站在高山上往下看,看到了全局。”

  谷超豪的学生李大潜院士这样介绍自己的老师:“他一辈子热爱数学、一辈子坚持数学,他和别人不一样,不是仅深入一个领域进行研究,而是在微分几何、偏微分方程、数学物理等几个方面都做出了突出贡献,常常有出奇制胜的成果,总能开辟新天地,这和他一直根据国家的需求来选择自己的研究方向分不开。”

  从上世纪80年代后期一直到现在,谷超豪又对前沿领域“孤立子与可积系统”和广义相对论发起了进攻,取得了一系列很有创造性的成果,担任了首届国家攀登计划项目《非线性科学》的首席科学家。他一生都在经历着奋斗的艰辛和欢乐。这正如他喜欢爬山的性格:“上得山丘好,欢乐含苦辛,请勿歌仰止,雄峰正相迎。”

  攀登高峰的引路人

  谷超豪教书育人60载,为国家培养了一批在国际上很有影响的数学家。在他直接指导的研究生中就有3位先后成为中国科学院院士。

  当记者来到复旦大学采访谷超豪先生时,数学系的老师们告诉我一个信息,谷先生虽然年事已高,但雷打不动的是,每两周要到系里参加青年教师研讨班,听年轻人讲讲现在的研究课题。

  “我很喜欢和年轻人在一起,他们的讨论很有意思,从数学到天体物理,不断有新知识、新成果和灵感涌现。”谷超豪告诉记者。

  科研与教学,是谷超豪“人生方程”的横轴与纵轴。他曾在浙江大学、复旦大学、中国科技大学等学校担任讲师、教授、校长等职务,在完成日常事务性工作的同时,谷超豪最关注的还是学科发展、培养人才。

  他长期为本科生开数学基础课,也开设过许多专门课程。现任复旦大学副校长的陈晓漫印象最深的是,上世纪80年代初,当他还是学生时,谷超豪虽然日常工作很忙,但是每周还要为学生上2堂课,介绍《规范场》。“谷先生的课本科生、研究生都能听得懂,总是想方设法把当时数学物理领域最前沿的东西讲给学生听,把我们迅速带到了科学的殿堂。”陈晓漫说。

  谷超豪的研究涉及微分几何、偏微分方程和数学物理的多个领域。每当他开拓出一个新领域,并作出开创性的贡献后,他就毫无保留地传授给学生,把学生推上这一领域的前沿,而自己又去开拓另一更新的领域。

  谷超豪对学生是无私的,在一次教授会议上,谷超豪明确提出,反感学生和老师之间使用“老板”一词。他说:“老板是雇佣关系,教学是师生关系,我只希望学生能够早日成才。”

  洪家兴院士向记者回忆起当年做谷先生学生时的经历:“论文题目的确定和具体做法都是先生一手指导的,但他从来不在论文上署名。”数学系另一位丁青教授说,“谷先生做学问十分认真,而且脑子转得飞快。哪个学生在讨论发言时稍有差错,他第一时间就会指出来。当谷先生的学生最怕‘挂黑板’。对有的问题若是没完全搞清楚,就会被谷先生问住,站在黑板前下不了台。”

  谷超豪在上世纪60年代初率先解决了空气动力学方程组的平面超音速机翼绕流问题,比美国著名数学家Schaeffer等人的相应结果早了十几年。在此基础上,他的学生李大潜院士在这一领域里建立和发展了迄今为止最完整的局部解理论,并在美国出版了专著。

  一生的成就,化作桃李满天下。谷超豪教书育人60载,为国家培养了一批在国际上很有影响的数学家。在他直接指导的研究生中就有3位先后成为中国科学院院士。

  谷超豪谦虚而又自豪地告诉记者:“当年,我的老师苏步青对我说,‘我培养了超过我的学生,你也要培养超过你的学生’。他这是在将我的军!如今回首,我想,在一定程度上我可以向苏先生交账了!”

(责任编辑:吴雄)

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